트랜잭션

[dnnals]

📆 일자: 26년 8월 7일(금)

발제 의도

단순 암기를 넘어 다중 사용자 환경에서 데이터의 일관성과 시스템 성능 간의 트레이드오프를 이해하고, 동시성 이슈에 대처하는 DB 메커니즘을 학습하기 위한 주제입니다.

1. 트랜잭션의 개념과 이를 보장하는 ACID 원칙에 대해 설명해주세요.

2. 트랜잭션 격리 수준 4가지와 각 수준에서 발생하는 데이터 이상 현상을 설명해주세요.

[9ga0]

1. 트랜잭션의 개념과 이를 보장하는 ACID 원칙에 대해 설명해주세요.

트랜잭션은 데이터베이스 작업 시 여러 쿼리를 하나의 작업 단위로 묶어 무결성을 보장하는 기술입니다. 계좌 송금 예시처럼 작업 중간에 실패할 경우 전체를 취소(Rollback)하거나 모두 성공(Commit)시켜야 하는 데이터 일관성을 위해 필수적입니다.
이 트랜잭션을 보장하려면 ACID 원칙을 따라야 합니다. Atomicity 원자성, Consistency 일관성, Isolation 고립성, Durability 지속성을 의미합니다. 모든 작업이 성공하거나, 전부 실패해야하는 원자성, 항상 일관된 상태를 유지해야하는 일관성, 트랜잭션들이 동시에 실행돼도 서로 방해하는 않는 고립성, 커밋되면 사라지지 않는 지속성이 원칙입니다.

2. 트랜잭션 격리 수준 4가지와 각 수준에서 발생하는 데이터 이상 현상을 설명해주세요.

트랜잭션 격리 수준은 동시에 여러 트랜잭션이 실행될 떄, 서로의 변경 내용을 어느 정도까지 보이게 할지 정하는 기준입니다. 격리 수준이 낮으면 성능은 좋아질 수 있지만 데이터 이상 현상이 생길 가능성은 커집니다. 격리 수준이 높으면 데이터 정합성은 좋아지지만 동시성이 떨어질 수 있습니다.
트랜잭션의 격리 수준에 따라 나타나는 대표적인 이상현상은 Dirty Read, Non-repeatable Read, Phantom Read가 있습니다. Dirty Read는 아직 커밋되지 않은 데이터를 다른 트랜잭션이 읽는 현상을 말하고, Non-repeatable Read는 같은 데이터를 두 번 읽었는데 중간에 값이 바뀌는 현상을 말합니다. Phantom Read는 같은 조건으로 조회했는데 중간에 행이 추가/삭제되어 결과 집합이 달라지는 현상을 말합니다.

1. 가장 낮은 격리 수준은 Read Uncommitted로, 다른 트랜잭션이 아직 커밋하지 않은 데이터도 읽을 수 있는 단계로, 위 세 가지 이상현상 모두 발생 가능합니다.

T1: 상품 가격을 10,000원에서 8,000원으로 변경
T2: 아직 커밋 전인 8,000원을 읽음
T1: 롤백
T2: 실제로는 존재하지 않는 값을 읽은 셈

2. 다음으로 격리 수준으로는 Read Committed로, 커밋된 데이터만 읽을 수 있습니다. Dirty Read는 막지만, 같은 트랜잭션 안에서 같은 데이터를 다시 읽었을 때 값이 달라질 수는 있습니다. 따라서 발생할 수 있는 이상현상은 Non-repeatable Read, Phantom Read입니다.

T1: 회원 등급 조회 → BASIC
T2: 회원 등급을 VIP로 변경 후 커밋
T1: 같은 회원 등급 다시 조회 → VIP

3. Repeatable Read 수준에서는 같은 트랜잭션 안에서 같은 데이터를 여러 번 읽어도 값이 동일하게 보장됩니다. 그럼에도 Phantom Read는 발생 가능합니다.

T1: id=1 회원 조회 → BASIC
T2: id=1 회원을 VIP로 변경 후 커밋
T1: id=1 회원 다시 조회 → 여전히 BASIC

“MySQL InnoDB는 Next-Key Lock/MVCC 덕분에 많은 경우 Phantom Read도 방지한다”

• Phantom Read는 동일 조건으로 조회했는데 다른 결과가 도출되는 현상이다.
• MVCC(Multi-Version Concurrency Control)은 데이터의 여러 버전을 관리하는 방식이다. COMMIT하더라도 일관된 읽기에서는 자신이 보고 있던 스냅샷을 계속 본다.
• Next-Key Lock은 레코드뿐만 아니라 레코드 사이의 범위(gap)까지 잠그는 방식이다.

4. Serializable는 가장 높은 격리 수준으로, 트랜잭션들이 동시에 실행되는 것이 아니라 순서대로 실행되는 것처럼 보장합니다. 위 세가지 이상현상 모두 발생을 방지할 수 있으며, 데이터 정합성이 가장 강하다는 장점이 있지만, 동시성이 낮아져 성능이 떨어질 수 있다는 단점이 존재합니다.

정리)

격리 수준	핵심 요약	Dirty Read	Non-repeatable Read	Phantom Read
Read Uncommitted	커밋 안 된 것도 읽음	발생 가능	발생 가능	발생 가능
Read Committed	커밋된 것만 읽음	방지	발생 가능	발생 가능
Repeatable Read	같은 행은 반복 조회해도 같음	방지	방지	발생 가능
Serializable	순서대로 실행되는 것처럼 보장함	방지	방지	방지